JPH0266316A - スラスト軸受潤滑装置 - Google Patents

スラスト軸受潤滑装置

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JPH0266316A
JPH0266316A JP18069489A JP18069489A JPH0266316A JP H0266316 A JPH0266316 A JP H0266316A JP 18069489 A JP18069489 A JP 18069489A JP 18069489 A JP18069489 A JP 18069489A JP H0266316 A JPH0266316 A JP H0266316A
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JP
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thrust
thrust bearing
fluid
bearing
bearings
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JP18069489A
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English (en)
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James D Mchugh
ジェームズ・デニス・マクヒュー
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1085Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing
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    • F16NLUBRICATING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般に大型回転軸機械に使用される型のスラス
ト軸受用潤滑剤供給装置、とくに、活性また不活性軸受
のいずれかに潤滑剤を分配する機械内の軸線方向スラス
トに対応する装置に関する。
タービンのような回転軸機械は、回転軸の過大な軸線方
向運動を防止する静止スラスト軸受を備えている。回転
軸は、軸と一緒に回転しかつ「活性」および「不活性」
軸受の間に設置されるスラストカラーを有する。潤滑流
体は両軸受に送られて各スラスト軸受面に潤滑膜を形成
し、その膜は軸が軸線方向のいずれかの向きに移動する
ときスラストカラーを支持する。「活性」スラスト軸受
は通常大部分の時間高い負荷を支持するように期待され
、一方「不活性」軸受は一部の時間負荷を支持する。
本発明が解決しようとする課題は、通常不活性軸受に負
荷を与えようとする種々の運転条件に対応しながら、2
つのスラスト軸受への全潤滑剤流量を最小にすることで
ある。
従来技術において、ターボ機械スラスト軸受設計の通常
の実務は、機械の想定した成る安定状態の運転状況に基
づいて所要の通常活性軸受の大きさを決定することであ
る。回転軸の種々の要素に作用する軸線方向スラストは
、たとえばブレード、ホイールデスク等を含めて評価さ
れ、正味の軸線方向スラストはこの安定状態に対して決
定される。
正味軸線方向スラストは通常、回転軸を前方および後方
に推す2つの大きい値の間の僅かな差である。設計者に
は、この正味軸線方向スラストの計算はかなりの誤差が
生ずることが知られている。
それにも係わらず、通常活性なスラスト軸受は一般的に
正味スラスト負荷およびスラスト軸受面積の平方インチ
当りの許容負荷の計算に基づき寸法が決められる。この
通常の活性軸受に対する川沿流量はその大きさ、負荷お
よび摺動速度の考慮から決定される。
高負荷ガスタービンの設計において、不活性スラスト負
荷が設計値活性スラスト負荷の50%を超えないという
仮定に基づいて通常活性の軸受より小さい通常不活性の
軸受を設計することが普通の実務である。したがって不
活性スラスト軸受の大きさおよび所要の流量はこの仮定
に基づいている。スラスト軸受への全流量は、実寸法の
活性スラスト軸受の要求および不活性スラスト軸受の少
ない容量とに基づいて供給される。通常のスラスト軸受
潤滑剤供給装置は、ジャーナル軸受および2つのスラス
ト軸受に供給する共通のヘッダを備えている。各スラス
ト軸受への流量は、鋳造品に設けられた異なる寸法のオ
リフィスまたは穿孔によって制御され、これを通して潤
滑剤は入口ヘッダから供給しなければならない。
不活性スラスト軸受の寸法を決める設計予測は、潤滑剤
流量減少の利点に結びつく。しかしながら、ある条件の
もとて不活性軸受に供給される潤滑剤は、与えられたス
ラスト負荷に対して不適当または限界である。前述のよ
うに、正味スラスト負荷の計算は、機械設計値の条件に
おいてさえ元々誤差を生ずる。設計外の機械運転におい
て、または過渡的な機械運転において、もしくはある重
要な要素の摩耗によって、通常不活性の軸受が高いスラ
ストをうける。そのような場合、通常よりも多くの流量
を不活性軸受に流すことが望ましい。
ターボ機械ロータに活性ならびに不活性スラスト軸受を
備えることは通常の実務である。ターボ機械が同じ大き
さの活性および不活性軸受を有する場合、潤滑剤を両方
の軸受に十分な流量で供給することは普通の実務である
発明の目的 本発明の目的は、スラスト軸受が同じ大きさであっても
異なる大きさであっても、両軸受への所要の全潤滑剤流
量を最小にすることである。2つの軸受が同じ大きさで
ある場合、所要の全流量は単一の軸受に対する所要の最
小量である。軸受が同じ大きさでない場合、所要の全流
量は大きい軸受に必要な量である。
発明の概要 本発明は、活性スラスト軸受と不活性スラスト軸受との
間に設置された、軸に取付けたスラストカラーを有する
回転軸機械に実施される。潤滑流体の供給はスプール弁
ををする分配装置に対して送られる。スプール弁の位置
はパイロット流体ポートによって決定され、パイロット
流体ポートは軸の位置を分配装置に伝達し、一方スブー
ル弁の位置は分配装置の分配ポートを通る潤滑剤流量を
決定し、分配装置は活性および不活性スラスト軸受に連
結している。このようにして、活性および不活性スラス
ト軸受に対するスラストカラーの位置は潤滑剤分配装置
に送られ、適量の潤滑剤が所望によりスラスト軸受に流
れる。
発明の詳細な説明 第1図には回転機械の入口端が断面図で示されている。
人口端1は流入ガスを機械内に吸込む環状人口3を備え
ている。その端部が示されているロータまたは回転軸5
は機械内に位置決めされ、回転軸に固定されたスラスト
書カラー7を備えている。内側ケーシング9はロータ端
部を囲み、活性スラスト軸受11および不活性スラスト
軸受13を全体的に支持している。活性および不活性ス
ラスト軸受は全体的に矢印15によって示された作動流
体のスラストの向きによって決定される。
第1図において、活性軸受11は、矢印15の向きのス
ラストを吸収するため、不活性軸受15より大きい。
軸受潤滑剤は潤滑剤供給管19を通って供給され、管2
1を通って活性軸受11に、管23を通って不活性軸受
13に、そして管25を通ってジャーナル軸受27に潤
滑剤を供給する。各供給管21.23または25は、適
量の潤滑流体を各軸受に供給するように、異なった大き
さにされるかまたは異なった大きさの流れ制限器を備え
ている。
第2図は本発明によるスラスト軸受潤滑装置30を示す
。回転軸機械(図示せず)の回転軸31はスラスト・カ
ラー33を有し、カラー33は一緒に回転するように回
転軸と一体に作られている。
活性および不活性のまたは第1および第2スラスト軸受
35および37はそれぞれ回転軸を囲み、かつ図示のよ
うに同じ大きさで示されているが、それらは活性軸受が
不活性軸受より大きい異なった寸法にすることができる
。スラスト軸受構造はこの分野において公知であり、し
たがってこれ以上説明する必要はないが、各軸受は全体
的に複数個の軸受パッドを支持する環状ケージを有する
点において相違している。しかして、軸受自体は多数の
弧状セグメントまたは軸受パッドよりなる環状構造であ
る。
本発明のスラスト軸受潤滑装置は潤滑流体を分配する装
置41を備え、さらに矢印43で示された入力軸受潤滑
流体を有する。潤滑流体を分配する装置41は、基本的
に、下記のような入出力を有するマニホルドを備えてい
る。第2図の推力の向きか、第1図と同じすなわち右か
ら左であると仮定すると、活性スラスト軸受は軸受35
であり、不活性スラスト軸受は軸受37である。各スラ
スト軸受は、スラスト軸受面とスラスト・カラー面との
間に各軸受潤滑膜圧力を発生する。しかして、活性スラ
スト軸受における流体膜は管45上によって監視され、
不活性スラスト軸受における流体膜圧力は管47によっ
て監視され、両者は矢印によって示されたような潤滑流
体分配装置41へ一種のフィードバックまたは制御信号
を生じ、軸線方向のスラストの方向および位置を感知す
る装置を形成する。また排出流体分配管49および51
が設けられ、それらは流体分配装置41をそれぞれ活性
軸受35および不活性軸受37に連結する。
第3図は流体分配装置41の断面図、とくに流体分配装
置で摺動可能なスプール弁55を示す。
流体分配装置41はさらに、活性および不活性流出流体
分配管49および51にそれぞれ連通する第1および第
2流体分配ポート59および61を有する。流体分配装
置41はさらに、流入活性圧力管45および不活性圧力
管47にそれぞれ連通する、第1および第2分配パイロ
ットポート65および67を備えている。
第5図は、スラストカラー33の活性軸受面75および
スラストカラー33の不活性軸受面77にそれぞれ対す
る、活性および不活性軸受35および37の間の圧力分
配曲線を示す。スラストカラーが軸受に密接すればする
ほど、管47内で感知される圧力はますます大きくなる
ことが不活性圧力分配線図81によって認められる。同
様に、圧力線図83に示されたように、軸受がスラスト
カラーから離れれば離れる程、通常の活性管45に感知
される圧力は小さくなる。
第4図において、潤滑流体分配装置(マニホルド)内の
全流量43は各軸受において感知される圧力の結果とし
て分配され、その圧力はスラストカラーしたがってロー
タ自体の軸線方向位置に依存する。第5図によれば、ロ
ータは不活性軸受に向って移動し、それにより、パイロ
ット圧カポ−ドロアに連結する管47の流体圧力を増加
させる。
増加した圧力はスプール弁55を図示のように左に駆動
し、流体分配ポート61を開いて流体分配管51へ全流
体流ff143の一層多くの部分を流す。
前述したことは2面ピストン90に対する圧力支持によ
って達成され、一方または他方向きの合成力を生じ、つ
いでピストンから反対方向に延びるプラグ95および9
7を移動し、活性流体分配ポート59または不活性流体
分配ポート61のいずれかを開く。
さらに本発明によれば、2つのスラスト軸受が同じ大き
さである場合、分配される全潤滑剤流量43は一方の軸
受に対する最大予測流量に等しい。
2つの軸受が同じ大きさでない場合、分配される全潤滑
剤流f;143は大きい軸受に対して予測される最大流
量に等しい。
以上、本発明の好ましい実施例と考えられるものを記載
したが、当業者であれば他の実施例も想起しうろことに
留意すべきである。たとえば、圧力を感知すること以外
に、軸受面に対してスラストカラーの位置を決定するの
と同じような方法が存在し、その方法は電子的負荷セル
を使用して潤滑流体分配装置内のスプール弁に対する位
置決め信号を発生することを含んでいる。特許請求の範
囲は、真の精神および特許請求の範囲内に含まれるその
ような変型をも包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
第1図は全体的にスラスト軸受の区域における回転機械
の断面正面図。 第2図はスラスト軸受と組合わせた本発明の路線図。 第3図は弁が中立位置にあるときの、本発明の分配装置
に使用されるスプール弁の断面図。 第4図は弁が一方の軸受に他方の軸受より多くの流量を
分流するときの、本発明の分配装置に使用されるスプー
ル弁の断面図。 第5図は回転軸の位置を決定するのに使用される発生す
る力の方向を示す負荷線図。 主な符号の説明 30・・・潤滑装置、31・・・回転軸、33・・・ス
ラストカラー、35.37・・・第1.第2スラスト軸
受、41・・・分配装置、55・・・スプール弁、59
.61・・・第1.第2分配ポート、65.67・・・
第1.第2パイロットポート、90・・・ピストン、9
5,97・・・第1.第2プラグ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一緒に回転しうるスラストカラーを持つ回転軸、前
    記スラストカラーの片側にある第1スラスト軸受および
    前記推力カラーの他の側にある第2スラスト軸受、およ
    びスラスト軸受用潤滑剤供給装置を備えた機械のスラス
    ト軸受潤滑装置において、 軸線方向スラストの方向に従って潤滑剤を前記第1また
    は第2スラスト軸受のいずれかに分配する装置を備えた
    スラスト軸受潤滑装置。 2、前記分配装置に連通し、軸の軸線方向スラストの方
    向を感知する装置をさらに備えた請求項1記載のスラス
    ト軸受潤滑装置。 3、前記分配装置は第1および第2流体分配ポートおよ
    び第1および第2パイロット流体ポートを有するスプー
    ル弁を備え、前記スプール弁は前記第1および第2パイ
    ロットポート間で摺動しうる2面ピストンを有する請求
    項1記載のスラスト軸受潤滑装置。 4、前記軸線方向スラストの方向を感知する装置は前記
    第1スラスト軸受と分配装置との間の第1流体管および
    前記第2スラスト軸受と分配装置との間の第2流体管を
    備えた請求項1記載のスラスト軸受潤滑装置。 5、前記分配装置は第1および第2流体分配ポートおよ
    び第1および第2パイロット流体ポートを有するスプー
    ル弁を備え、前記スプール弁は前記第1および第2パイ
    ロットポート間で摺動しうる2面ピストンを有し、前記
    第1スラスト軸受と前記第1パイロットポートとを連結
    する第1流体管および前記第2スラスト軸受と前記第2
    パイロットポートとを連結する第2流体管が設けられ、
    それにより前記第1および第2スラスト軸受における流
    体圧が流体分配装置に伝達される請求項1記載のスラス
    ト軸受潤滑装置。 6、スプール弁が、2面ピストンに反対向きに連結され
    た第1および第2プラグをさらに有し、各プラグがピス
    トンとともに摺動してそれぞれ第1および第2流体分配
    ポートを開閉しうる請求項5記載のスラスト軸受潤滑装
    置。 7、一緒に回転しうるスラストカラーを持つ回転軸、前
    記スラストカラーの片側の第1スラスト軸受と前記スラ
    ストカラーの他の側の第2スラスト軸受、スラスト軸受
    の潤滑流体供給装置を備えた機械のスラスト軸受潤滑装
    置において、 2面ピストンおよび前記2面ピストンから反対向きに延
    びて第1および第2流体分配ポートを制御する第1およ
    び第2弁プラグを有するスプール弁を備えた潤滑流体分
    配装置と、前記2面ピストンの反対側とまた第1および
    第2スラスト軸受とそれぞれ連結する第1および第2の
    パイロット流体ポートとを含み、いずれかの軸受の軸受
    圧力が増加したときスプール弁を一方または他方に移動
    して、一方または他方の流体分配ポートを開閉して潤滑
    流体の流れを軸受の一方または他方へ分配する装置。 8、スラスト軸受が同じ大きさのものであり潤滑流体の
    全流量が一方の軸受に必要な潤滑流体の最大予想流量で
    ある請求項7記載のスラスト軸受潤滑装置。 9、一方のスラスト軸受が他方のスラスト軸受より大き
    く、潤滑流体の全流量が大きい軸受に必要な潤滑流体の
    最大予想流量である請求項7記載のスラスト軸受潤滑装
    置。
JP18069489A 1988-07-29 1989-07-14 スラスト軸受潤滑装置 Pending JPH0266316A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22611388A 1988-07-29 1988-07-29
US226,113 1988-07-29

Publications (1)

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JPH0266316A true JPH0266316A (ja) 1990-03-06

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ID=22847605

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JP18069489A Pending JPH0266316A (ja) 1988-07-29 1989-07-14 スラスト軸受潤滑装置

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JP (1) JPH0266316A (ja)
CH (1) CH682687A5 (ja)
DE (1) DE3924065A1 (ja)

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